Comparaison de deux méthodes de monitorage pour l évaluation du débit. cardiaque et la prédiction de la réponse au remplissage vasculaire chez

Académie de Paris Année 2012-2013 MEMOIRE Pour l obtention du DES d Anesthésie-Réanimation Coordonnateur : Mr le Professeur Didier Journois Par Charles Vidal Présenté et soutenu le 6 septembre 2013 Comparaison de deux méthodes de monitorage pour l évaluation du débit cardiaque et la prédiction de la réponse au remplissage vasculaire chez l enfant : échographie cardiaque transthoracique et bioréactance thoracique. Travail effectué sous la direction du Dr Estelle Vergnaud Relu par le Pr Gilles Orliaguet

Table des matières I. RESUME... 1 II. INTRODUCTION... 2 III. METHODES DE MESURE DU DEBIT CARDIAQUE ET EVALUATION DE L HEMODYNAMIQUE... 5 III.1 Impédancemétrie et bioréactance... 5 III.2 Echographie cardiaque... 10 IV. MATERIEL ET METHODES... 13 IV.1 Critères d inclusion et de non inclusion... 13 IV.2 Protocole de l étude... 13 IV.3 Matériel et recueil de données... 14 IV.4 Analyse statistique des résultats... 16 V. RESULTATS... 18 V.1 Comparaison des valeurs de VES et de débit cardiaque obtenues par bioréactance thoracique avec les données échocardiographiques.... 18 V.2 Critères prédictifs d une réponse positive au remplissage vasculaire par le dispositif Nicom et l échocardiographie... 23 VI. DISCUSSION... 30 VII. CONCLUSION... 34 VIII. CONFLITS D INTERET... 34 IX. REFERENCES... 35

Liste des abréviations DC : IC : FC : ITV : Débit Cardiaque Index Cardiaque Fréquence cardiaque Intégral Temps Vitesse ΔITV : LSA : LIA : PAD : PAM : PAS : PEP : PVC : ΔPP : Se : Spe : ROC : RV : VES : VESi : Variation de l Intégral Temps Vitesse Limite Supérieur d Agrément Limite Inférieur d Agrément Pression Arterielle Diastolique Pression Arterielle Moyenne Pression Arterielle Systolique Pression Expiratoire Positive Pression Veineuse Centrale Variation de la pression pulsée Sensibilité Spécificité Receiver Operating Characteristic Remplissage Vasculaire Volume d Ejection Sysltolique Volume d Ejection Sysltolique Indexé Vpic : ΔVpic : VPN : VPP : VVS : Vélocité maximal du flux aortique en doppler pulsé Variation de la Vélocité maximal du flux aortique Valeur Prédictive Négative Valeur Prédictive Positive Variation du Volume d éjection Systolique

Table des illustrations Figure 1 : Schéma considérant le thorax comme un circuit électrique. Selon la loi d Ohm, si Z1 et Z3 >> Z2, alors les variations de ΔV sont représentatives de Z2.... 6 Figure 2 : Ecran du dispositif Nicom affichant le débit cardiaque (DC), le débit cardiaque indexé (DCI), la fréquence cardiaque (FC), le volume d éjection systolique(vs), le volume d éjection systolique indexé (VSI) et la variation du volume d éjection systolique (VVS).... 8 Figure 3 : Mesure de l ITV à partir du tracé manuel du flux aortique obtenu en Doppler pulsé et mesuré au niveau de la chambre de chasse du ventricule gauche.... 10 Figure 4 : Appareillage de mesure du débit cardiaque par le système Nicom... 15 Figure 5 : Représentations de Bland et Altman (A) de mesures de VES par échocardiographie et bioréactance et de la corrélation entre les 2 méthodes (B)... 20 Figure 6 : Représentations de Bland et Altman (A) des mesures de VESi par échocardiographie et bioréactance et de la corrélation entre les 2 méthodes (B)... 20 Figure 7 : Représentations de Bland et Altman (A) des mesures de débit cardiaque par échocardiographie et bioréactance et de la corrélation entre les 2 méthodes (B).... 21 Figure 8 : Représentations de Bland et Altman (A) des mesures d index cardiaque par échocardiographie et bioréactance et de la corrélation entre les 2 méthodes (B).... 21 Figure 9 : Représentations en 4 quadrants de la concordance entre les variations des mesures enregistrées par le système Nicom et les variations des mesures enregistrées par échocardiographie.... 22 Figure 10 : Courbes ROC du VES et du VESi mesurés par le Nicom... 26 Figure 11 : Courbe ROC de la VVS mesuré par le Nicom... Erreur! Signet non défini. Figure 12 : Courbes ROC de l ITV et de la ΔITV mesurés en ETT... 29 Figure 13 : Courbes ROC du VES et du VESi mesurés en ETT... 29 Figure 14 : Courbe ROC du pic de vélocité aortique (ΔVpic) mesuré en ETT.... 29 Tableau 1 : Hypothèses mathématiques et anatomiques nécessaires à la validité du modèle de bioréactance.... 8 Tableau 2 : Caractéristiques morphologiques et paramètres ventilatoires des 30 patients inclus.... 19 Tableau 3 : Comparaison des paramètres mesurés par échocardiographie et bioréactance... 19 Tableau 4 : Présentation des biais, de la corrélation représentée par l indice de Pearson et du pourcentage d erreur mesuré (PE mes ) et corrigé (PE corr ) pour les différents paramètres étudiés.... 19

Tableau 5: Analyse de Bland et Altman sur les variations des paramètres étudiés par le système Nicom comparés à l échocardiographie... 22 Tableau 6 : Données morphologiques et paramètres ventilatoires des patients non répondeurs NR et répondeurs R.... 23 Tableau 8 : Comparaison des médianes des données hémodynamiques générales avant le remplissage vasculaire par 20 ml/kg entre non répondeurs et répondeurs.... 24 Tableau 10 : Comparaison des médianes des paramètres hémodynamiques mesurés par le Nicom avant le remplissage vasculaire entre non répondeurs et répondeurs.... 25 Tableau 11 : Présentation des différents paramètres prédictifs de l efficacité du remplissage vasculaire mesurés par le Nicom avec leur aire sous la courbe ROC (AUC), leur corrélation avec l augmentation du VES, l indice de Youden maximum obtenu, le seuil correspondant, la sensibilité, la spécificité, les valeurs prédictives positives (VPP) et négatives (VPN).... 26 Tableau 12 : Médianes des paramètres hémodynamiques mesurés par ETT chez les patients NR et R avant et après le remplissage vasculaire.... 27 Tableau 13 : Comparaison des médianes des paramètres hémodynamiques mesurés par l ETT avant le remplissage vasculaire entre non répondeurs et répondeurs.... 28 Tableau 14 : Présentation des différents paramètres prédictifs mesurés par l ETT à la réponse au remplissage vasculaire avec leur aire sous la courbe ROC (AUC), leur corrélation, l indice de Youden maximum obtenu, le seuil correspondant, la sensibilité, la spécificité, les valeurs prédictives positives (VPP) et négatives (VPN).... 28

I. RESUME La mesure du débit cardiaque (DC) et du volume d éjection systolique (VES) par bioréactance thoracique est une méthode simple, non invasive et facile d utilisation. Les données de la littérature sur les performances des dispositifs utilisant cette technologie restent contradictoires en situation pédiatrique. Les objectifs de ce travail étaient de comparer les mesures de DC et du VES obtenues par le dispositif Nicom avec celles de l échocardiographie transthoracique en post opératoire de neurochirurgie pédiatrique et de déterminer si les paramètres mesurés permettaient de prédire la réponse au remplissage vasculaire. Trente patients ayant bénéficié d une expansion volémique par Plasmion ont été inclus entre Aout 2012 et juillet 2013 permettant l analyse de 73 paires de mesures. Les biais moyens de mesure entre les 2 méthodes étaient de -1,14 (± 6,40) ml pour le VES et -0,11 (± 0,66) l/min pour le DC. Les pourcentages d erreur, respectivement de 57% et 55%, ne permettaient pas de conclure à l équivalence des 2 outils. Néanmoins, le dispositif Nicom présentait une bonne performance dans la détection des variations du VES et du DC avec des pourcentages de concordance de 80% et 87% avec l échocardiographie. Enfin, la variation du volume d éjection systolique (VVS) et le VES indexé à la surface corporelle (VESi) mesurés par bioréactance apparaissaient comme de bons critères prédictifs à l expansion volémique avec un seuil à 10% pour le VVS et à 29 ml/m 2 pour le VESi. Malgré un pourcentage d erreur élevé dans la mesure du VES et du DC, le dispositif Nicom apparait comme un outil de monitorage intéressant pour l évaluation hémodynamique de l enfant du fait de sa capacité à détecter la variation de ces paramètres et à prédire la réponse au remplissage vasculaire. De futures études devront confirmer ou infirmer ces résultats par l inclusion d un plus grand nombre de patients, et notamment en situation de pertes sanguines importantes. 1/37

II. INTRODUCTION Un des objectifs de l anesthésiste-réanimateur en période péri opératoire est de maintenir une perfusion d organe adaptée, permettant de délivrer l oxygène aux tissus et d épurer CO 2 et déchets métaboliques. Les nouveau-nés, nourrissons et enfants doivent parfois être soumis à des actes chirurgicaux lourds et à risque hémorragique important, nécessitant une évaluation hémodynamique régulière afin d anticiper, adapter et surveiller la prise en charge. La perfusion d organe dépend de deux déterminants : le débit cardiaque et la pression artérielle. Le débit cardiaque est fréquemment mesuré au bloc opératoire et en réanimation car il représente un élément fondamental du transport en oxygène mais sa valeur doit être considérée dans le contexte hémodynamique dans lequel se trouve le patient (1). La thermodilution par cathétérisme de l artère pulmonaire est la méthode de référence pour la mesure du débit cardiaque mais le caractère invasif de cette technique et les complications possibles secondaires à son utilisation ont poussé au développement d autres outils d évaluation hémodynamique. L outil idéal doit être fiable, reproductible avec un temps de réponse rapide, peu couteux, facilement utilisable, d une totale innocuité et doit permettre une surveillance continue (2). L échographie cardiaque et le Doppler transœsophagien se rapprochent de ce modèle. De nombreux travaux ont montré que l optimisation du remplissage vasculaire basé sur l évaluation du débit cardiaque, notamment par le Doppler œsophagien, avait un impact positif sur la morbi-mortalité des patients (3,4). Chez l enfant, l utilisation du Doppler œsophagien peut être délicate du fait de la difficulté à obtenir un signal stable dans le temps et l échographie cardiaque ne permet pas une mesure continue du débit cardiaque. La mesure de la pression artérielle fait partie de la surveillance de base des enfants au bloc opératoire ou en réanimation, qu elle soit réalisée de façon invasive ou non. L interprétation de ses variations peut être difficile. En effet, la signification d une hypotension artérielle n est pas 2/37

univoque. Si au bloc opératoire elle est le plus souvent le reflet d une hypovolémie secondaire à un défaut de compensation des pertes sanguines, elle peut également traduire une vasoplégie ou une défaillance de la fonction myocardique. De plus, chez l enfant, alors que l hypovolémie s installe plus vite que chez l adulte, la chute de la pression artérielle est plus tardive, ne précédant que de peu le collapsus vasculaire. Ainsi une stratégie de remplissage vasculaire guidée par la seule appréciation clinique peut être insuffisante et n est efficace que dans la moitié des cas, nécessitant donc une évaluation hémodynamique plus poussée (5). De nombreux outils prédictifs de la réponse au remplissage ont été développés chez l adulte, basés sur l interaction cœur-poumon chez les patients ventilés. Ainsi, la variation de la pression pulsée artérielle (ΔPP) ou du diamètre de la veine cave en échocardiographie permettent de prédire la réponse à l expansion volémique avec une très bonne sensibilité et spécificité. Malheureusement, en pédiatrie, ces mêmes paramètres n ont pas fait preuve des mêmes performances ; seule la variabilité respiratoire du pic de vélocité du flux aortique, mesurée en échographie cardiaque transthoracique (ETT) ou transoesophagienne (ETO), permet une bonne prédiction de l efficacité du remplissage vasculaire (6,7). Cependant, l utilisation de ces méthodes ne permet pas un monitorage continu (ETT) ou n est pas facilement réalisable en pratique courante (ETO). De plus, ces outils de monitorage nécessite un apprentissage et la variabilité inter et intra individuelle n est pas négligeable, allant de 1% à 20 % (8). La mesure du débit cardiaque (DC) par bioréactance est une méthode simple d évaluation, non invasive et facile d utilisation. Le principe de fonctionnement repose sur les modifications des propriétés de conduction électrique du thorax à chaque cycle cardiaque. En effet, l impédance et la réactance thoracique sont modifiées lors de la variation du volume intra-thoracique secondaire à l éjection du ventricule gauche dans la circulation systémique. Ainsi, la bioréactance consiste à appliquer un courant constant de faible intensité et de haute fréquence au thorax et à en analyser les modifications afin d évaluer les variations du volume thoracique et donc du volume d éjection systolique (VES) du ventricule gauche. 3/37

L objectif de ce travail était d étudier les performances de ce dispositif en post opératoire de neurochirurgie pédiatrique pour l évaluation de l état hémodynamique. Dans un premier temps, nous avons comparé les mesures du VES et du DC obtenues par bioréactance avec le dispositif Nicom à celles obtenues par ETT. Dans un second temps, nous avons recherché si les paramètres mesurés par le dispositif Nicom pouvaient être prédictifs de la réponse au remplissage vasculaire. 4/37

III. METHODES DE MESURE DU DEBIT CARDIAQUE ET EVALUATION DE L HEMODYNAMIQUE III.1 Impédancemétrie et bioréactance III.1.1 Principes de fonctionnement La bioimpédance et la bioréactance thoracique sont issues des travaux de la NASA dans les années 1960, qui cherchaient à évaluer de façon non invasive le DC des astronautes. Le principe de ces dispositifs repose sur le fait que les propriétés électriques de conductivité du thorax sont variables en fonction du cycle cardiaque. Les conducteurs principaux du thorax étant les liquides physiologiques, en particulier le sang, un courant électrique appliqué sur le thorax empruntera préférentiellement les gros vaisseaux médiastinaux. Les variations du volume sanguin intrathoracique au cours du cycle cardiaque entrainent des variations de l impédance thoracique qui peuvent être mesurées par l application d un courant alternatif de faible amplitude et de haute fréquence, selon l équation Z = ΔV / Io, où Z correspond à l impédance du système (en Ohm), ΔV aux différences de potentiels (en Volt) et Io à l intensité du courant (en Ampères) (Figure 1). Ce courant est appliqué à travers le thorax par l intermédiaire de quatre électrodes placées à la base du cou et de la cage thoracique. Quatre autres électrodes sont placées en regard des électrodes émettrices et permettent d enregistrer les variations d impédance thoracique. Le VES est alors relié aux variations d impédance thoracique suivant une formule qui tient compte de l impédance thoracique initiale (Z 0 ), de la variation maximale d impédance (ΔZ) au cours de la systole et du temps d éjection du ventricule gauche (Δt max ) : 5/37

VES Z t k 2 max Z 0 où k correspond au facteur correctif prenant en compte le sexe et la corpulence du patient. Figure 1 : Schéma considérant le thorax comme un circuit électrique. Selon la loi d Ohm, si Z1 et Z3 >> Z2, alors les variations de ΔV sont représentatives de Z2. A côté des variations d amplitude du signal électrique reçu, les changements de volume sanguin thoracique induisent également des changements proportionnels des propriétés capacitives (résistances) et inductive (réactance) du thorax (9). La bioréactance est une composante de la bioimpédance et repose sur les mêmes principes. L impédance Z est composée de la résistance R, sa partie réelle et de la réactance X, sa partie imaginaire selon l équation : j Z R jx avec 2 j e. Le modèle nécessite une dizaine d hypothèses mathématiques et anatomiques (Tableau 1). L évaluation de la variation du volume intrathoracique repose sur la modulation de la fréquence électrique et le décalage de phase entre signal émis et signal reçu, et non plus sur la variation de leur amplitude. Cette technique présente l avantage d obtenir une qualité de signal bien supérieure aux techniques de bioimpédance en réduisant le bruit de fond lié à l environnement magnétique (~ 100 fois). Le modèle mathématique permet d estimer le VES et le DC par l équation suivante : VES X k' X k' et DC FC 2 t Z t Z max 2 0 max 0 6/37

où ΔX correspond à la variation de réactance du système et k un facteur correctif dépendant des données anthropométriques du patient. Le dispositif Nicom mesure également le VES indexé (VESi) et l index cardiaque (IC) en divisant le VES et le DC par la surface corporelle. Le VVS (pour Variation du Volume d éjection Systolique) correspond à la variation du VES calculé pendant le cycle respiratoire (Figure 2). Les limites d utilisation de ces techniques dépendent de facteurs faisant varier l impédancemétrie thoracique, en particulier l obésité, l augmentation du volume des liquides intra-thoraciques (œdème pulmonaire et épanchement pleural), les arythmies et les facteurs ne permettant pas les simplifications anatomiques et mathématiques, comme chez les patients atteints de pathologies de l aorte, d hypertension artérielle pulmonaire ou présentant un taux d hématocrite bas. En effet, l hémodilution modifie la résistivité sanguine et donc les propriétés électriques du système. Des coefficients de correction ont été proposés mais les dispositifs actuels ne permettent pas encore de les intégrer. 7/37

Tableau 1 : Hypothèses mathématiques et anatomiques nécessaires à la validité du modèle de bioréactance. N Hypothèses 1 La variation de l impédance est consécutive au flux sanguin pulsatile et à la ventilation 2 L effet de la ventilation sur le flux sanguin peut être moyenné 3 Le volume de sang dans les veines thoraciques et les oreillettes est relativement constant entre systole et diastole 4 L aorte est un cylindre dont la longueur ne varie pas 5 La résistivité du sang est constante 6 La résistivité du sang et des tissus est comparable 7 On peut considérer le thorax comme un cylindre 8 On peut considérer le thorax comme un compartiment unique, parallèle à l aorte et dont l impédance est constante 9 L impédance aortique est faible par rapport à celle des tissus voisins 10 La variation du volume aortique est nulle en diastole Figure 2 : Ecran du dispositif Nicom affichant le débit cardiaque (DC), l index cardiaque (DCI), la fréquence cardiaque (FC), le volume d éjection systolique (VS), le volume d éjection systolique indexé (VSI) et la variation du volume d éjection systolique (VVS). 8/37

III.1.2 Validations expérimentales et cliniques Les systèmes utilisant la bioimpédance et la bioréactance sont des techniques non invasives, faciles d utilisation, qui permettent le monitorage du DC en continu. Les études cliniques validant leur utilisation sont nombreuses mais présentent des résultats contradictoires dans la littérature. Ainsi une étude rétrospective, portant sur un collectif de 680 patients médicaux et chirurgicaux, avait retrouvé une bonne corrélation entre les mesures du DC par bioimpédance et celles obtenues par cathétérisme artériel pulmonaire (10). Cependant des études plus récentes, incluant principalement des patients de chirurgie cardiaque, ont abouti à des conclusions contradictoires (11,12). L évaluation des systèmes utilisant la bioréactance met en évidence une bonne concordance des mesures entre le système Nicom et la thermodilution, notamment lors de variations hémodynamiques importantes (13,14). En pédiatrie, les études restent divergentes sur les performances de ces systèmes. Chez les nouveaux nés, les différents travaux ne permettent pas de conclure à une équivalence entre l échocardiographie et la bioréactance mais l une d elle conclut néanmoins à une bonne performance de ces systèmes de mesure par rapport à la thermodilution (15, 16). Chez l enfant de moins de 20 kg, les études mettent en évidence une sous estimation du DC par les méthodes de bioimpédance et de bioréactance (17, 18). Des conclusions similaires sont retrouvés sur un modèle animal pédiatrique de choc hémorragique (19). A ce jour, aucune étude pédiatrique ou adulte n a étudié la capacité des paramètres mesurés par le système Nicom à prédire la réponse au remplissage vasculaire (RV). 9/37

III.2 Echographie cardiaque III.2.1 Mesures du VES par la méthode Doppler L échographie et le Doppler cardiaque sont les méthodes de référence pour l évaluation hémodynamique non invasive chez l adulte et chez l enfant (6, 20, 21). En plus de permettre une évaluation du VES et du DC, elles permettent également une approche morphologique et fonctionnelle en apportant des informations supplémentaires, telles que la présence de fuites ou de sténoses valvulaires, l étude de la cinétique segmentaire ou encore l appréciation de la taille des cavités droites. L évaluation du VES s effectue à partir de 2 mesures : l intégral temps vitesse (ITV) du flux sanguin aortique, mesurée au niveau de la chambre de chasse du ventricule gauche et la surface de l orifice aortique (S). Le Doppler enregistre un flux systolique dont l enveloppe décrit à chaque instant la vitesse moyenne des globules rouges au niveau de la chambre de chasse du ventricule gauche. L ITV sous aortique est calculée à partir du contour du signal, tracé manuellement ou automatiquement grâce à une analyse automatique des contours (Figure 3). Figure 3 : Mesure de l ITV à partir du tracé manuel du flux aortique obtenu en Doppler pulsé et mesuré au niveau de la chambre de chasse du ventricule gauche. 10/37

La surface (S) de l orifice valvulaire est calculée à partir du diamètre (D) de cet orifice, mesuré en mode bidimensionnel en coupe para sternale grand axe. D VES ( ml) ITV S avec S 2 Enfin, le DC est calculé en multipliant le VES par la fréquence cardiaque (FC), obtenue en mesurant le temps qui sépare 2 éjections ventriculaires. Ces méthodes de calcul reposent sur 2 plusieurs hypothèses. La première est que la vitesse de tous les globules rouges est identique à l endroit où elle est mesurée. La deuxième est que la surface de la chambre de chasse est circulaire et peut être calculée à partir du diamètre aortique. La troisième est que le diamètre de la chambre de chasse est constant lors de l éjection ventriculaire. Les limites de l échocardiographie sont l absence de possibilité de monitorage en continu et la possible variabilité inter opérateur en fonction de l expérience. Parmi les différentes sources d erreur, l erreur de mesure de la surface en est ainsi la principale cause. En effet, la surface aortique est estimée à partir du diamètre de la chambre de chasse. Une faible erreur peut alors avoir un retentissement important, puisque la valeur du diamètre est portée au carré. Néanmoins, si cette source d erreur peut avoir un impact sur la mesure du DC, elle a peu d importance sur l évaluation de la variation du DC si on considère que cette surface reste stable au cours du temps. La mesure de l ITV peut également être une source d erreur. Un mauvais alignement du faisceau Doppler avec le flux d éjection ventriculaire conduit à une sous-estimation de l ITV. De même, si le curseur du Doppler est placé trop profondément, l accélération du flux sanguin entre les valves aortiques entraine une surestimation de l ITV. C est pourquoi, même si la mesure de l ITV paraît simple à réaliser, elle requiert un opérateur expérimenté. 11/37

III.2.2 Données expérimentales De nombreux travaux, chez l adulte, ont mis en évidence une bonne corrélation entre le Doppler pulsé en échocardiographie et la thermodilution pour la détermination du DC (20, 21, 22). Chez l enfant une revue sur l exactitude et la reproductibilité des mesures du DC par méthode Doppler a conclu à la fiabilité de la méthode malgré des erreurs de mesure autour de 30 % par rapport à la thermodilution et une reproductibilité intra et inter-observateur variant de 1 à 20 % (8). La variation respiratoire de la vélocité maximale du flux aortique en ETO est un bon critère prédictif de la réponse au remplissage avec une valeur prédictive positive de 93 % pour un seuil de 13 % (6). 12/37

IV. MATERIEL ET METHODES Il s agit d une étude prospective qui s est déroulée entre Aout 2012 et Juillet 2013 en post opératoire de neurochirurgie pédiatrique à l hôpital universitaire Necker Enfants Malades. Cette étude a été approuvée par le CPP Ile de France VI. La prise en charge des patients que ce soit pré, per ou post opératoire n a pas été modifiée par l inclusion dans le protocole. IV.1 Critères d inclusion et de non inclusion Tous les patients âgés de 0 à 16 ans nécessitant une sédation ainsi qu une ventilation mécanique post opératoire et devant bénéficier d un remplissage vasculaire pouvaient être inclus. Les critères d exclusion étaient : le refus du patient ou du tuteur légal, la présence d un trouble du rythme cardiaque, une cardiopathie avec dysfonction systolique sévère, une valvulopathie significative et la présence d un shunt cardiaque gauche ou droit. IV.2 Protocole de l étude Les sujets incluables étaient des patients qui devaient bénéficier d une expansion volémique en post opératoire d une intervention neurochirurgicale à risque hémorragique (exérèse de tumeur cérébrale et correction de craniosténose) et qui, de ce fait, nécessitaient en per et post opératoire un monitorage invasif de la pression veineuse centrale et de la pression artérielle. L inclusion dans le protocole ne modifiait pas la prise en charge péri opératoire. La gestion de l anesthésie et du RV était laissée à l appréciation de l anesthésiste-réanimateur en charge du patient. En post opératoire, les patients étaient maintenus sédatés, avec du midazolam en perfusion intraveineuse continue 13/37

(0,3 à 0,6 mg/kg/h), et bénéficiaient d un protocole d analgésie standard associant morphinique et paracétamol, avec un objectif de sédation entre -3 (patient somnolent avec une diminution modérée de la vigilance) et -1 (patient somnolent facilement réveillable ) selon le score RASS (Richmond Agitation-Sedation scale). Le monitorage standard des patients comprenait notamment un électrocardioscope, une oxymétrie de pouls, une mesure de la pression artérielle invasive, avec calcul automatique de la variation de la pression pulsée (ΔPP) donnée par le scope IntelliVue MP70, Philips. La ventilation mécanique était réglée avec un volume courant de 7 à 8 ml/kg, une fréquence respiratoire adaptée pour obtenir une capnie comprise entre 35 et 40 mmhg, une PEEP comprise entre 3 et 5 cm H 2 0 et un rapport I/E entre 1,5 et 1.7. Les patients inclus bénéficiaient d un RV de 20 ml/kg (sans dépasser un volume maximum perfusé de 500 ml), en 30 min par du Plasmion (Fresenius Kabi France). Le patient était considéré comme répondeur au RV si l augmentation du VES mesuré à l ETT était supérieure ou égal à 15 %. IV.3 Matériel et recueil de données A. Les données morphologiques et les réglages ventilatoires du patient. Ces données incluaient l âge (mois), le poids (kg) et la taille (cm), permettant le calcul de la surface corporelle (m 2 ), le diamètre de la chambre de chasse du ventricule gauche (D, en mm) mesuré en échographie bidimensionnelle et en coupe parasternale grand axe, le volume courant (Vt en ml/kg), la compliance thoracique (en ml/cm H 2 0), la pression respiratoire moyenne et la PEEP (en cm H 2 O). B. Les données hémodynamiques générales. Ces données étaient recueillies avant et après RV par Plasmion. Il s agissait de la fréquence cardiaque (FC), des pressions artérielles systoliques, diastoliques et moyennes (PAS, PAD et PAM), de la pression veineuse centrale (PVC) si elle était mesurable par un cathéter veineux central, et de la ΔPP calculée de façon automatique par le scope IntelliVue MP70, Philips. 14/37

C. Les paramètres mesurés en échocardiographie par voie transthoracique. L ITV sous aortique (ITV) et le pic de vélocité Vpic étaient mesurés en Doppler pulsé au niveau de la chambre de chasse du ventricule gauche en coupe apical 5 cavités. Les mesures étaient répétées afin d obtenir le meilleur spectre possible. L ITV max et l ITV min ainsi que la Vpic max et Vpic min étaient mesurés sur un même cycle respiratoire afin de calculer la variation respiratoire de l ITV (ΔITV) et la variation respiratoire de la Vpic (ΔVpic) selon les formules suivantes : ITV ( ITV max ITV ITV 2 max ITV min min ) Vpic ( Vpic max Vpic Vpic 2 max Vpic Le VES était calculé à partir de l ITV moyenne, résultant de la moyenne des ITV max et ITV min recueillies sur les 2 meilleurs spectres soit la moyenne de 4 mesures. A partir de la surface corporelle et de la fréquence cardiaque étaient calculés le VESi, le DC et l IC. D. Les paramètres mesurés par le dispositif Nicom (Cheetah MedicalWilmington, USA). Quatre paires d électrodes étaient disposées sur le thorax du patient selon les recommandations du constructeur (Figure 4) : 2 paires sur la partie supérieure du thorax au niveau des épaules gauches et droites, et 2 paires sur la partie inférieure, de part et d autre du thorax. Après une calibration automatique du système, les paramètres recueillis et affichés par le dispositif étaient le VES, le VESi, le DC et l IC, et le VVS. Figure 4 : Appareillage de mesure du débit cardiaque par le système Nicom min min ) 15/37

IV.4 Analyse statistique des résultats Le premier objectif de ce travail était de comparer la concordance des mesures du VES et du DC obtenues par le dispositif Nicom à une méthode de référence, l échocardiographie. La normalité de la distribution des données a été évaluée par les tests de Shapiro-Wilk et Kolmogorov-Smirnov. Les données sont présentées sous la forme de moyenne ± écart type en cas de distribution gaussienne ou de médiane et quartile à 25% et 75% en cas de distribution non gaussienne. L analyse de la concordance des mesures a été réalisée par la méthode de Bland et Altman permettant d estimer le biais (moyenne des différences) et les limites d agrément définies comme ± 1,96 écart type (LSA pour limite supérieur d agrément et LSI pour limite inférieure d agrément). La corrélation entre les deux méthodes était estimée par l indice de Pearson (r). Le pourcentage d erreur entre les 2 méthodes était évalué selon la méthode de Critchley et Critchley (pourcentage d erreur mesuré EP mes = 2 x Dérivation standard / moyenne des mesures). Un pourcentage d erreur inférieur ou égal à 30 % permet d affirmer la comparabilité des 2 techniques (23). Un pourcentage d erreur corrigé (PE corr ) a également été évalué pour comparer le système Nicom à la thermodilution en tenant compte du pourcentage d erreur des dispositifs utilisant le doppler pulsé en échocardiographie estimé à 30% selon la formule (8, 22). PE Corr PE 2 mes PE Par ailleurs, pour chaque individu, la capacité du système Nicom à mesurer les variations du DC suite au RV a été étudiée. Ainsi, une étude de concordance portant sur les variations du VES a été 2 Echo conduite utilisant la même approche que celle décrite précédemment, à laquelle nous avons ajouté une représentation en 4 quadrants (24). Cette représentation graphique permet d étudier la capacité qu ont deux méthodes à détecter des variations en tenant compte du sens de cette variation. A partir de cette représentation, un pourcentage de concordance est calculé, correspondant à la proportion de couple de variation allant dans le même sens (sans tenir compte de la différence de valeurs entre les 2 méthodes). 16/37

Le second objectif de ce travail était d évaluer si les paramètres mesurés par le Nicom (DC, IC, VES, VESi et SVV) permettaient de prédire la réponse au RV chez l enfant. Pour être considéré comme prédictif de la réponse au RV, un paramètre devait être statistiquement différent entre les répondeurs et les non répondeurs, avec une aire sous la courbe ROC supérieure ou égale à 0,8. Une réponse positive au RV était définie par une élévation du VES (mesuré en ETT) supérieure à 15 %. Les paramètres hémodynamiques étaient comparés, entre répondeurs et non répondeurs, par un test de Student en cas de distribution gaussienne et par un test de Mann Withney dans le cas contraire. La surface sous la courbe ROC était déterminée pour chaque paramètre retenu. L indice de Youden (Se + Spe -1) était calculé pour chaque valeur seuil potentielle et permettait de retenir la valeur seuil pour laquelle l indice de Youden était maximum. La sensibilité et la spécificité, ainsi que les valeurs prédictives positives (VPP) et négatives (VPN) étaient calculées pour le seuil retenu. L analyse statistique a été réalisée avec le logiciel BiostaTGV mis à disposition par l Inserm et l université Pierre Marie Curie sur le site internet http://marne.u707.jussieu.fr/biostatgv et par le site http://www.info.univ-angers.fr/~gh/wstat/calcstat.htm. 17/37

V. RESULTATS V.1 Comparaison des valeurs de VES et de DC obtenues par bioréactance thoracique avec les données échocardiographiques. V.1.1 Etude de la concordance des mesures entre bioréactance et échocardiographie Entre Aout 2012 et Juillet 2013, environ 250 patients étaient incluables mais seuls 31 patients ont pu être inclus du fait du manque de disponibilité des outils de mesure (appareil d échographie en cours d utilisation ou défaut d électrode du dispositif Nicom ). Soixante-treize paires de mesures ont pu être effectuées. Un seul patient a été exclu du fait de l absence de calibration possible par le système Nicom. Les caractéristiques morphologiques et les paramètres ventilatoires sont décrits dans le tableau 2. L ensemble des données morphologiques et ventilatoires ainsi que les paramètres mesurés par les 2 méthodes (Nicom et ETT) suivaient une distribution normale. Il n y avait pas de différence significative entre les mesures de VES et de DC obtenues par les 2 méthodes. On observait une bonne corrélation entre les valeurs de VES mesurées par les 2 méthodes (r = 0,90 ; p<0,001) ainsi que pour les valeurs de DC (r = 0,89 ; p<0,001). Le biais moyen était de -1,14 (± 6,40) ml pour le VES et -0,11 (± 0,66) l/min pour le DC. Les graphiques de Bland et Altman et la corrélation sont représentés sur les figures 5 à 8. Le pourcentage d erreur mesuré (PE mes ) entre les 2 techniques était de 57 % pour le VES et 55 % pour le DC. Le pourcentage d erreur corrigé (PE corr ) par rapport à la thermodilution était évalué respectivement à 48% et 46%. 18/37

Tableau 2 : Caractéristiques morphologiques et paramètres ventilatoires des 30 patients inclus. Paramètre Moyenne Ecart type Age (mois) 50 43 Poids (Kg) 17,6 10,7 SC (m²) 0,69 0,31 Ø Aortique (cm) 12,5 2,6 Remplissage (ml/kg) 18,8 2,5 PEEP (cm H 2 O) 3,5 0,9 Pression Moyenne (cm H 2 O) 8,4 1,8 Compliance (unité?ml/cmh2o?) 11,5 7,8 Volume Courant (ml/kg) 8,7 2,8 Tableau 3 : Comparaison des paramètres mesurés par ETTe et bioréactance Paramètres ETT Bioréactance Moyenne Ecart-type Moyenne Ecart-type VES (ml) 21,93 11,34 23,07 14,23 0,59 VESi (ml/m 2 ) 31,39 5,97 31,50 11,39 0,94 DC (l/min) 2,34 1,05 2,45 1,39 0,59 IC (l/min/m 2 ) 3,52 0,81 3,43 1,12 0,58 Tableau 4 : Présentation des biais, de la corrélation représentée par l indice de Pearson et du pourcentage d erreur mesuré (PE mes ) et corrigé (PE corr ) pour les différents paramètres étudiés. P Paramètres mesurés Biais LIA/LSA Indice de Pearson p PE mes (%) PE corr (%) VES (ml) -1,14-14/+11,5 0,90 <0,001 57 48 VESi (ml/m 2 ) -0,11-19,7/+19,5 0,51 <0,001 62 55 DC (l/min) -0,11-1,4/+1,2 0,89 <0,001 55 46 IC (l/min/m 2 ) 0,09-1,9/+2 0,57 <0,001 54 45 19/37

Figure 5 : Représentations de Bland et Altman de mesures de VES par ETT et bioréactance (A) et de la corrélation entre les 2 méthodes (B). A Figure 6 : Représentations de Bland et Altman des mesures de VESi par ETT et bioréactance (A) et de la corrélation entre les 2 méthodes (B) B A B 20/37

Figure 7 : Représentations de Bland et Altman des mesures de DCe par ETT et bioréactanc (A)e et de la corrélation entre les 2 méthodes (B). Figure 8 : Représentations de Bland et Altmandes mesures d IC par ETT et bioréactance (A) et de la corrélation entre les 2 méthodes (B). A A B B 21/37

V.1.2 Etude de la concordance des variations des mesures entre bioréactance et échocardiographie La concordance entre les variations des mesures des différents paramètres (ΔVES, ΔVESi, ΔDc et ΔIC) par les 2 méthodes sont représentés dans le tableau 5. Le pourcentage de concordance entre l ETT et la bioréactance était de 80% pour le VES et de 87% pour le DC. Tableau 5: Analyse de Bland et Altman sur les variations des paramètres étudiés par le système Nicom comparés à l ETT Paramètres ETT NICOM Biais LIA/LSA PC (%) ΔVES (ml) 2,66 4,23-1,57-11,60 / 8,47 80 ΔVES i (ml/m²) 4,00 6,95-2,94-17,27 11,38 80 ΔDC (L/min) 0,34 0,55-0,21-1,28 0,87 87 ΔIC (L/min/m²) 0,55 0,87-0,32-2,12 1,48 87 Figure 9 : Représentations en 4 quadrants de la concordance entre les variations des mesures enregistrées par le système Nicom et les variations des mesures enregistrées par ETT. 22/37

V.2 Critères prédictifs d une réponse positive au RV par le dispositif Nicom et l ETT V.2.1 Données générales Les 30 patients inclus ont bénéficié d un RV en post opératoire de neurochirurgie. Quinze étaient répondeurs et quinze non répondeurs. Les données morphologiques et les paramètres ventilatoires sont représentés dans le tableau 6. Les paramètres hémodynamiques mesurés par les 2 méthodes ne suivaient pas une distribution normale et sont présentées dans les tableaux 7 et 8. Tableau 6 : Données morphologiques et paramètres ventilatoires des patients non répondeurs (NR) et répondeurs (R). Non Répondeur Médiane (1 er Quartile - 3 ème Quartile) Age (mois) 60,0 (33,5-94,0) Poids (Kg) 18,0 (12,0 24,5) SC (m²) 0,72 (0,54 0,94) Ø Aortique (cm) 13,3 (10,6 14,7) Remplissage (ml/kg) 20,0 (20,0 20,0) PEEP (cm H 2 O) 3 (3-3) Pression Moyenne (cm H 2 O) 8,0 (8,0 9,0) Compliance (ml/cm H 2 O) 10,8 (7,1 19,8) Volume Courant (ml/kg) 8,42 (7,33 9,20) Répondeur Médiane (1 er Quartile - 3 ème Quartile) 27,0 (12,0 32,5) 13,0 (9,3 15,0) 0,57 (0,42 0,64) 11,6 (9,6 13,9) 20,0 (19,7 20,0) 3 (3 3) 8,0 (7,5 8,0) 8,0 (5,9 9,6) 8,00 (9,68 9,52) Test de Mann-Winley p 0,081 0,191 0,158 0,329 0,838 0,287 0,133 0,418 0,664 Les patients NR ne présentaient pas de modification significative de leur paramètres hémodynamiques après RV alors que les patients R augmentaient de façon significative leur PAM 23/37

(+13 mmhg, p=0,05), leur PVC (+8,5 mmhg, p=0,05) et diminuaient leur ΔPP (-4%, p=0.004). Avant le RV, les patients R étaient plus tachycardes que les NR (p=0,016) et la ΔPP était plus importante (p=0,018). Tableau 7 : Données hémodynamiques générales avant et après RV chez les NR et R. Non Répondeurs Répondeur Avant Après p Avant Après p Fréquence Cardiaque (bpm) 106 (87-116) PAS (mmhg) 120 (95-129) PAD (mmhg) 59 (43-73) PAM (mmhg) 73 (62-90) PVC (mmhg) 5,5 (4,3 8,0) Δ PP (%) 6,5 (5,3 7,0) 108 (90-119) 122 (106-129) 63 (50-73) 80 (67-90) 10,0 (8,0 13,0) 4,5 (4,0 5,8) 0,803 0,572 0,626 0,538 0,084 0,093 130 (110-143) 99 (90-120) 51 (47-61) 67 (63-81) 8,0 (5,3 9,0) 10,0 (8,5 13,3) 135 (105-145) 123,5 (102-142) 60, (56-70) 81 (74-92) 13,5 (7,8 15,8) 6,0 (4,3 7,0) Tableau 8 : Comparaison des médianes des données hémodynamiques générales avant le RV entre NR et R. Non Répondeur Fréquence Cardiaque (bpm) 106 (87 116) PAS 120 (95 129) PAD 59 (43 73) PAM 73 (62 90) PVC 5,5 (4,3 8,0) Δ PP 7 (5 7) Répondeur 130 (110 143) 99 (90 120) 51 (47 61) 67 (63 81) 8,0 (5,3 9,0) 10 (9 13) 0,88 0,12 0,08 0,01 0,05 0,004 Test de Mann-Winley P 0,016 0,611 0,531 0,703 0,493 0,018 24/37

V.2.2 Paramètres mesurés par le Nicom Les paramètres hémodynamiques mesurés par bioréactance sont présentés et comparés dans les tableaux 9 et 10. Les patients R présentaient après RV une augmentation significative de leur VES, VESi, DC et IC. Le volume d éjection systolique non indexé (VES) et indexé à la surface corporelle (VESi) ainsi que la variation du volume éjecté VVS étaient significativement différents entre les patients NR et R. Tableau 9 : Médianes des paramètres hémodynamiques mesurés par bioréactance chez les patients NR et R avant et après le RV. NICOM VES (ml) 30,0 (16,9 36,6) VESi (ml/m 2 ) 34,0 (27,5 38,5) VVS (%) 8,0 (4,5 10,5) DC (L/min) 2,8 (1,8 3,5) IC (l/min/m 2 ) 3,6 (2,3 3,9) Non Répondeur Répondeur Avant Après p Avant Après p 32,2 (17,3 40,0) 36,0 (28,0 45,0) 7,0 (4,0 11,0) 2,8 (2,0 3,89) 3,6 (2,8 4,1) 0,507 0,371 0,877 0,547 0,467 8,3 (7,5 18,8) 20,0 (17,0 27,0) 13,0 (11,0 14,8) 1,1 (0,9 1,7) 2,6 (1,7 3,1) 14,0 (12,6 22,7) 30,0 (25,0 35,0) 10,5 (8,0 13,3) 1,90 (1,60 2,38) 3,8 (3,3 4,4) Tableau 10 : Comparaison des médianes des paramètres hémodynamiques mesurés par le Nicom avant le RVe entre NR et R. 0,046 0,004 0,100 0,013 0,002 NICOM Non Répondeur Répondeur p VES (ml) 30,0 (16,9 36,6) 8,3 (7,5 18,8) 0,046 VESi (ml/m 2 ) 34,0 (27,5 38,5) VVS (%) 8,0 (4,5 10,5) DC (L/min) 2,8 (1,8 3,5) IC (l/min/m 2 ) 3,6 (2,3 3,9) 20,0 (17,0 27,0) 13,0 (11,0 14,8) 1,1 (0,9 1,7) 2,6 (1,7 3,1) 0,006 0,004 0,089 0,130 25/37

L aire sous les courbes ROC étaient respectivement pour le VES, le VESi et le VVS de 0,72 ; 0,80 et 0,81 (Figure 10 et 11). La sensibilité, la spécificité, les valeurs prédictives positives et négatives de chaque paramètre sont représentées dans le tableau 11. Le VVS semble être le meilleur paramètre prédictif de la réponse au remplissage avec une sensibilité de 86 %, une spécificité de 67 %, une VPP de 70 % et une VPN de 83 % pour un seuil à 10%. Tableau 11 : Présentation des différents paramètres prédictifs de l efficacité du RV mesurés par le Nicom avec leur aire sous la courbe ROC (AUC), l indice de Youden maximum obtenu, le seuil correspondant, la sensibilité, la spécificité, les valeurs prédictives positives (VPP) et négatives (VPN). Test AUC Indice de Youden Seuil Se (%) Spe (%) VPP (%) VPN (%) VES 0,72 0,47 20 ml 80 66 71 77 VESi 0,80 0,47 29 ml/m 2 87 60 68 81 VVS 0,81 0,60 10% 86 67 70 83 Figure 10 : Courbes ROC du VES et du VESi mesurés par le Nicom VES AUC 0,72 Figure 11 : Courbe ROC de la VVS mesuré par le Nicom VESi AUC 0,80 VVS AUC 0,81 26/37

V.2.3 Paramètres mesurés par l ETT Les paramètres hémodynamiques mesurés parett sont présentés et comparés dans les tableaux 12 et 13. Les patients R présentaient, après RV, une augmentation significative de leur ITV moyen, du VES, du VESi, du DC et de l IC ainsi qu une diminution du ΔVpic. Aucun de ces paramètres n était modifié chez les NR. L ITV moyen, la ΔITV, le VES, le VESi et la ΔVpic étaient significativement différents entre les patients NR et R. Les surfaces sous les courbes ROC des différents paramètres sont présentées dans le tableau 14. Le VESi semble le paramètre le plus performant pour prédire la réponse au RV avec une sensibilité à 93 %, une spécificité à 83 %, une VPP à 82% et une VPN à 92%. Tableau 12 : Médianes des paramètres hémodynamiques mesurés par ETT chez les patients NR et R avant et après le RV. ETT ITV moyen (cm) 17,2 (15,6 19,4) Δ ITV (%) 6,7 (2,1 10,5) VES (ml) 25,0 (17,1 31,6) VESi (ml/m 2 ) 33,3 (30,6 36,1) Delta Vpic (%) 6,3 (4,2 11,1) DC (l/min) 2,4 (1,8 3,1) IC (l/min/m 2 ) 3,3 (2,9 3,7) Non Répondeur Répondeur Avant Après p Avant Après p 19,0 (15,9 19,3) 7,1 (4,9 10,1) 25,0 (16,9 33,8) 34,3 (31,3 36,8) 6,9 (4,7 8,9) 2,4 (1,9 3,2) 3,3 (3,1 4,1) 0,369 0,695 0,917 0,663 0,826 0,756 0,633 13,1 (11,8 15,3) 11,9 (9,0 17,9) 13,2 (10,8 14,6) 24,5 (21,3 27,6) 15,1 (12,8 19,5) 1,7 (1,3 1,9) 3,1 (2,5 3,6) 16,5 (14,7 19,5) 6,7 (4,5 13,9) 16,3 (13,5 20,3) 34,5 (26,3 36,2) 6,9 (4,5 12,2) 2,1 (1,8 2,4) 3,9 (3,4 5,0) 0,002 0,113 0,05 0,001 0,048 0,025 0,011 27/37

Tableau 13 : Comparaison des médianes des paramètres hémodynamiques mesurés par l ETT avant le RV entre NR et R. ETT Non Répondeur Répondeur p ITV moyen (cm) 17,2 (15,6 19,4) 13,1 (11,8 15,3) 0,004 Δ ITV (%) 6,7 (2,1 10,5) VES (ml) 25,0 (17,1 31,6) VESi (ml/m 2 ) 33,3 (30,6 36,1) Delta V peak (%) 6,3 (4,2 11,1) DC (l/min) 2,4 (1,8 3,1) IC (l/min/m 2 ) 3,3 (2,9 3,7) 11,9 (9,0 17,9) 13,2 (10,8 14,6) 24,5 (21,3 27,6) 15,1 (12,8 19,5) 1,7 (1,3 1,9) 3,1 (2,5 3,6) 0,023 0,018 0,0003 Tableau 14 : Présentation des différents paramètres prédictifs mesurés par l ETT à la réponse au RV avec leur aire sous la courbe ROC (AUC), l indice de Youden maximum obtenu, le seuil correspondant, la sensibilité, la spécificité, les valeurs prédictives positives (VPP) et négatives (VPN). Test AUC Indice de Youden 0,013 0,065 0,281 Seuil Se (%) Spe (%) VPP (%) VPN (%) ITV moyen 0,81 0,6 15 cm 73 86 84 76 ΔITV 0,75 0,4 8% 80 60 67 75 VES 0,76 0,6 16 ml 80 80 80 80 VESi 0,89 0,76 30 ml/m 2 93 83 82 92 ΔVpic 0,77 0,60 12% 80 80 80 80 28/37

Figure 12 : Courbes ROC de l ITV et de la ΔITV mesurés en ETT ITV AUC 0,81 ΔITV AUC 0,75 Figure 13 : Courbes ROC du VES et du VESi mesurés en ETT VES AUC 0,76 Figure 14 : Courbe ROC du pic de vélocité aortique (ΔVpic) mesuré en ETT. ΔVpic AUC 0,77 VESi AUC 0,89 29/37

VI. DISCUSSION L impédance thoracique puis secondairement la réactance ont été décrites il y a plusieurs dizaines d années et les algorithmes de calcul se sont succédés afin d améliorer la performance de ces dispositifs. Ces méthodes de mesure du VES et du DC sont séduisantes du fait de leur simplicité d utilisation, de leur faible innocuité et de la possibilité d utilisation en continu. Les données de cette étude mettent en évidence un faible biais entre les mesures du VES et du DC enregistrées par le système Nicom et celles recueillies par l ETT (-1 ml pour le VES et - 0,11 l/min pour le débit cardiaque) ainsi qu une bonne corrélation entre les 2 méthodes (indice de Pearson respectivement à 0,90 et 0,89 ; p<0,001). Néanmoins, les pourcentages d erreur restent trop importants pour pouvoir conclure à l équivalence de ces 2 techniques. En effet, les limites d agréments restent larges (entre - 14 ml et +11,7 ml pour le VES et -1,4 et +1,2 l/min pour le DC), possiblement à cause d un nombre de mesures insuffisant. L inclusion d un plus grand nombre de patients ainsi qu une répétition plus fréquente des mesures pourraient permettre de confirmer ou infirmer ces résultats. L échographie cardiaque n est pas la méthode de référence de mesure du DC qui reste le cathétérisme artériel pulmonaire. Cependant, l utilisation de la sonde de Swan Ganz chez l enfant est une méthode d investigation invasive et dont le bénéfice attendu est faible par rapport aux autres nouvelles techniques d évaluation moins invasives. Nous avons évalué un pourcentage d erreur calculé par rapport à cette méthode de référence en tenant compte du pourcentage d erreur des méthodes échocardiographiques estimés à 30%. Les pourcentages d erreur calculés sont de 48% pour le VES et de 46% pour le DC, ne permettant pas d affirmer la fiabilité de cet outil dans la mesure de ces paramètres. Si les mesures du VES et du DC semblent importantes dans l évaluation de l état hémodynamique, l appréciation de leur variation l est davantage. Dans notre travail, le système Nicom montre une bonne performance dans la détection de variations du VES et du Dc secondaire au RV. En effet,les pourcentages de concordance sont de 80% pour la variation du VES et de 87% 30/37

pour la variation du DC. Ces résultats nécessitent des explorations ultérieures puisque seules les variations secondaires à une expansion volémique ont été étudiées et les travaux futurs devront évaluer la capacité du système Nicom à détecter la baisse du VES et du DC, notamment lors de pertes sanguines importantes. En effet, le modèle mathématique de la bioréactance repose sur un certain nombre d hypothèses anatomiques et physiologiques dont la constance de la résistivité sanguine. Or celle-ci est directement proportionnelle au taux d hématocrite et l on peut penser qu une hémodilution importante pourrait ainsi biaiser les mesures réalisées par bioréctance. Les études ayant validé l utilisation du dispositif ont mis en évidence que ce biais était négligeable pour un taux d hématocrite entre 25% à 45% (14). Néanmoins,des travaux ont montré que sur un modèle animal de choc hémorragique, le dispositif Nicom ne permettait pas la détection des variation du DC par rapport aux techniques de thermodilution. Ainsi,les résultats de notre étude nécessitent d être confirmés notamment dans les situations de choc hémorragique. Nous avons également étudié si les paramètres mesurés par le dispositif Nicom pouvaient prédire la réponse au RV. Pour être prédictif, un paramètre doit être statistiquement différent entre R et NR. : il doit être sensible aux variations de précharge induites, l aire sous la courbe ROC doit être supérieure à 0,8 et augmentation du VES doit être d autant plus grande que l indice testé est important avant le RV. Le VESi et le VVS mesurés par le dispositif Nicom répondent à ces critères. Le VESi possède une aire sous la courbe à 0,80 avec une bonne sensibilité de 87% et une spécificité de 60% pour un seuil à 29 ml/m 2. Nos résultats sont comparables aux travaux ayant utilisés d autres méthodes de mesures. Ainsi, une étude récente chez le nourrisson met en évidence le VESi évalué par doppler œsophagien comme seul paramètre prédictif au RV(25). L aire sous la courbe ROC était à 0,90 avec une sensibilité de 92% et une spécificité de 83% pour un seuil du VESi à 25 ml/m 2. Néanmoins, l innocuité du doppler œsophagien n est pas totale, avec des risques de traumatisme de l œsophage. De plus, l utilisation de ce dispositif peut s avérer délicate chez l enfant par la difficulté à maintenir un signal doppler stable. Ainsi,une baisse du VES mesuré par le doppler œsophagien peut être secondaire à une baisse de la précharge mais également due au 31/37

déplacement accidentel de la sonde. Dans notre travail, le VESi mesuré par ETT apparaissait également être un très bon paramètre prédictif avec une aire sous la courbe ROC à 0,89 une sensibilité de 93% et une spécificité de 83% pour un seuil à 30ml/m 2 très proche des 29 ml/m 2 retrouvé par la bioréactance. Mais le VESi mesuré, quel que soit le dispositif, est un critère dit «statique» qui présente des limites physiologiques. Ces limites se traduisent par le fait qu un critère statique peut mal apprécier la précharge ventriculaire gauche mais surtout la réserve de précharge, qui dépend entre autre de la compliance des cavités ventriculaires (26). Or, aucun des trente patients inclus dans l étude ne présentait de dysfonction ventriculaire gauche ou droite et les travaux ultérieurs devront déterminés la performance de cet indice pour ce type de population. Néanmoins, en dehors de cas très particulier ou de la chirurgie cardiaque, la présence d une dysfonction cardiaque est rare chez l enfant et ce paramètre devrait rester, dans ce contexte pédiatrique, un bonne indice de précharge dépendance. La variation du volume d éjection systolique mesuré par bioréactance, la VVS, apparait également comme un indice intéressant. L aire sous la courbe ROC est de 0,81 avec une sensibilité de 86% et une spécificité de 67%. Les valeurs prédictives positives sont de 70% et négatives de 83%. Ce paramètre est un indice dit «dynamique» reposant sur l intéraction cœur-poumon. De nombreux indices dynamiques ont été développés ces dernières années afin de prédire la réponse au RV. Les variations respiratoires de la pression pulsée (ΔPP), du pic de vélocité du flux aortique (ΔVpic) et du diamètres des veines caves sont des indices performants chez l adulte (27). Chez l enfant, ces indices n ont pas fait preuve des mêmes performances probablement du fait des particularités physiologiques et anatomiques. Ainsi,les données de la littérarture sont contradictoires concernant l utilisation de la PP chez l enfant et seule la ΔVpic en échocardiographie semblerait prédire de façon efficace la réponse au remplissage pour un seuil de 12% (6,7). Dans notre étude, l aire sous la courbe ROC du VVS obtenue par bioréactance est au moins équivalente à celle obtenue par la ΔVpic (0,81 vs 0,77) et des études ultérieures devront confirmés la performance de cet indice obtenu de façon simple et non invasive. 32/37